传热学基础复习资料

1、传热学基础一、填空题1、传热的基本方式有 热传导 、 热对流 和 热辐射 三种。热传导、热对流、热辐射 2、传热过程可分为不随时间变化的 和随时间变化的 。稳态传热、非稳态传热3、对流换热实质是 和 两种传热机理共同作用的结果。热对流、导热4、某瞬时物体内部各点温度的集合称为该物体的 ，其同温度各点连成的面称为 ，其法线方向上温度的变化率用表示 。温度场、等温面、温度梯度5、当物质的种类一定时，影响导热系数大小的外因主要是 和 。6、表示物体的蓄热量与界面上换热量的比值称为 。时间常数7、在湍流传热时，热阻主要集中在 ，因此，减薄该层的厚度是强化 的重要途径。层流内层、对流传热8、对流传热系数

2、的主要影响因素有（1） （2） （3） （4） （5） 。流体的种类和相变化的情况；流体的性质；流体流动的状态；流体流动的原因；穿热面的形状、分布和大小9、无相变时流体在圆形直管中作强制湍流传热，在=0.023/diRe0.8Prn 公式中，n是为校正 的影响。当流体被加热时，n取 ，被冷却时n取 。热流方向、0.4、0.310、努塞尔特准数Nu表示 的准数，其表达式为 ，普兰特准数Pr表示 的准数，其表达式为 。对流传热系数、物性影响、 11、蒸汽冷凝有 和 两种方式。膜状冷凝、滴状冷凝12、双层平壁定态热传导，两层壁厚面积均相等，各层的导热系数分别为和，其对应的温度差为和，若>，则和

3、的关系为 。<二、简答题1、何谓热对流？何谓对流传热？对流换热又可分为哪两大类？答：热对流是指流体中质点发生相对位移而引起的热量传递。通常，对流传热是指流体与固体壁面间的传热过程，它是热对流和热传导的结合。它又可分为强制对流和自然对流两类。2、请简述辐射换热区别于导热和热对流方式最主要的特征。它是唯一一种非接触的传热方式；它不仅产生能量转移，而且还伴随着能量形式的转换，即发射时从热能转换为辐射能，而被吸收时又从辐射能转换为热能。3、请简述在非稳态导热过程中物体中温度分布存在的两个阶段。（1）在第一阶段内，温度分布主要受初始温度分布的控制，此阶段称为非正规状况的阶段。（2）当过程进行到一定

4、的深度，物体中不同时刻的温度分布主要取决于边界条件及物性，此时为第二阶段，即正规状况阶段。4、若热流体走管内，冷流体走管外，两流体通过间壁的传热包括那几个过程？答：包括以下三个过程：（1）热流体以对流传热方式将热量传给管内壁（2）热量由内壁面以热传导方式传给外壁面（3）热量由外壁面以对流传热的方式传给冷流体三、计算题1、一红砖平面墙厚度为500，一侧壁面温度为200，另一侧壁面温度为30，红砖的导热系数可取为0.57（）。求：（1）通过平壁的热传导通量。（2）平壁内距离高温侧350处的温度，。解：（1）求 已知，（） 单层平壁热传导通量 （2）设平壁内距离350处的温度为，则有： 解得：2、用

5、平板法测定固的导热系数。在平板一侧用电热器加热，另一侧用冷却器冷却，同时在板的两侧用热电偶测量其表面温度。若所测固体的表面积为0.01，厚度为20。实验测得电流表读数为0.58，伏特计读数为100，两侧表面的温度分别为180和30。求：该材料的导热系数。（1）由实验测得的电流和电压可求出导热量 （2）由单层平壁热传导方程可求出由可得：3、某炉壁由下列三种材料组成，内层是耐火砖，；中间是保温砖，；最外层是建筑砖，。今测得其内壁温度，外壁温度。求（1）通过炉墙单位面积的热损失。（2）各层的温差。（3）各层接触面的温度。（假设各层接触良好）解：设为耐火砖和保温砖之间接触面的温度。 为保温砖和建筑砖之

6、间接触面的温度。（1） 由多层平壁定态热传导公式可以导出： （2）、分别为耐火砖层，保温砖层和建筑砖层的温差。因是多层平壁的定态热传导，故由可得， （3） 4、平壁炉的炉壁由三种材料所组成，内层是耐火砖，；中间是绝缘砖，；最外层是钢板，。若耐火砖层内表面温度，钢板外表面温度。求（1）导热的热通量。（2）若计算结果与实验的热损失（）不符，分析原因并计算附加热阻。解：（1）由三层平壁的定态热传导公式求 （1） 计算结果：，分析原因是：说明平壁层间接触不良，有空气层存在，产生了附加热阻。即 代入数据得： 解出5、某平壁炉是由一耐火砖与一层普通砖砌成，两层得厚度均为100，其导热系数分别为及。待操作稳

7、定后，测得炉壁得内表面温度为700，外表面温度为130。为减少热损失，在普通砖的外表面砌一层厚度为40，导热系数为的保温层，待操作稳定后，又测得炉内表面温度为740，外表面温度为90。今设原来的两层材料导热系数不变。求：加上保温层后单位面1积炉壁的热损失比原来减少的百分数。解：（1）加保温层前，单位面积炉壁的热损失。此时，为两层平壁的热传导： （2）加保温后，单位面积炉壁的热损失为，此时为三层平壁的热传导： （3）增加保温层后，热损失比原来减少的百分数为： 6、 有一直径为的钢管，其长度为3，已知管内壁温度为100，外壁温度为90。求该管的热损失为多少。（已知钢管的导热系数为45）解：本题为单

8、层圆筒壁的热传导，求热损失可用式： 式中各量为：，代入上式可得7、有一蒸汽管外径为25，管外包以两层保温材料，每层厚度均为25，外层与内层保温材料的导热系数之比为，此时的热损失为。今将内外两层材料互换位置，且设管外壁与保温层外表面的温度均不变，则热损失为。求，并说明何种材料放在里层为好。解： （1）蒸汽管外半径 内层保温层外半径外层保温层外半径已知，故 （2）当导热系数小的材料包在里层时，热损失为： （3）当导热系数大的材料包在里层时，热损失为： （4）可求出：，说明在圆筒壁当采用两种以上材料保温时，为减少热损失，应将小的材料包在里层为好。8、在一个的钢管外包有两层绝热材料,里面为的氧化镁粉,

9、平均导热系数为0.07；外层为20的石棉层，其平均导热系数为0.15，钢的导热系数为45，现测出管内壁温度为500，最外层温度为80。求（1）每米管长的热损失。（2）两层保温层界面的温度。（假设层间接触良好）（1） 求每米管长的热损失，此为三层圆筒壁的热传导。已知： ， 代入下式： （2） 保温层界面温度,可按两层圆筒壁导热来计算： 可解出 9、求绝压为140，流量为1000的饱和水蒸汽冷凝后并降温到60时所放出的热量。用两种方法计算并比较结果。已知140水蒸汽的饱和温度为109.2，冷凝热为2234.4，焓为2692.1；60的水的焓为251.21。解：（1）第一种方法 （2）第二种方法 冷凝水的平均温度为 查出84.6下的水的比热容为：水蒸气冷凝并降温放出的热量为： 计算表明两种方法结果一样，但是第一种方法较简单。10、将0.417、80的有机苯，通过一换热器